что влияет на процесс образования гумуса в почве
Гумификация
Главный источник питания для растительных организмов – разлагающаяся в почве (и на ее поверхности) мертвая материя. Этот сложный и никогда не прекращающийся процесс получил название «гумификация». Термин объединяет в себе все биохимические этапы образования и накопления в почве органических питательных веществ – гумуса
Как образуется гумус
Растительная и животная органическая материя после отмирания попадает в почву и постепенно преобразуется в гумусовые вещества в результате сложного биологического, физико-химического процесса. Итог данной трансформации – образование гумуса, органического компонента почвы с черным или буроватым окрасом, определяющего плодородие ее верхнего слоя.
Источник гумуса в природе — это совокупность всех участников и факторов процесса.
Флора
Видовые группы растительности определяют химический состав гумусовых веществ на данной территории. Поэтому почвы в степях, хвойных или лиственных лесах сильно отличаются по структуре и цвету. Чем больше накапливается гумуса, тем плодороднее земля. Так, черноземы содержат до 12% гумуса, а подзолистые почвы – всего 1-2%.
Фауна
Животные-сапрофаги (те, что питаются гниющим органическим веществом – грибки, черви, нематоды, бактерии) преобразуют растительные отходы в гумус, пропуская их через свой пищеварительный тракт. Например, в кишечнике дождевых червей благоприятная среда для гумификации питательного субстрата, поэтому их отходы жизнедеятельности так богаты гуминовыми веществами. На каждый гектар плодородного слоя приходится несколько тонн сапрофагов.
Жизнедеятельность животных-биофагов, питающихся живыми организмами, также оказывает влияние на гумусообразование. Их фекалии – это очаги размножения почвообразующих сапрофагов.
Условия среды
Благоприятные факторы для гумификации – щелочная среда, ограниченный доступ кислорода, влажность 60-80%, оптимальная для сапрофагов температура, наличие азотсодержащих соединений. При недостатке влаги или прохладных температурах процесс протекает медленно, и в таких условиях подавляющая часть органики минерализуется, а гумуса накапливается мало.
На скорость гумусообразования влияет и состав почвы (проницаемость для воздуха, воды и тепла). В слишком рыхлом, песчаном субстрате частички веществ быстро минерализуются, не успевая образовать прочные молекулярные связи.
Гумификация происходит не только в почвах, но и в воде, иле, торфе и иных твердых горючих ископаемых. Это глобальный процесс трансформации органических остатков в новые питательные вещества для следующих поколений растительности.
Этапы гумусообразования
Гумификация происходит поэтапно:
Этапы гумификации протекают неравномерно. Часть органических останков минерализуется, то есть распадается до конечных продуктов – воды, простых солей и углекислоты. Остальные переходят в новую форму веществ со сложной молекулярной структурой, устойчивой к дальнейшему разложению. Классифицируют их, как гумин, фульво- и гуминовые кислоты. Они жизненно необходимы для питания, стимуляции роста и развития растительности.
Если наука подробно изучила механизм минерализации, то процесс образования гуминовых веществ пока остается загадкой. Их молекулы не имеют единой схемы строения, а состав не стабилен (гумусовые кислоты быстро вступают в химические реакции). Из-за этого структура гумуса постоянно меняется, когда в почву поступают новые органические материалы.
Заключение
Процесс гумификации – это образование новых питательных веществ из продуктов разложения органического субстрата. Он выполняет основополагающую функцию для эволюции материи в природе и продолжения жизни на Земле.
Что такое гумус, его состав, формирование, использование
Многие огородники слышали слово гумус, но не все до конца понимают, что это такое, как правильно его применять и самостоятельно готовить.
Гумус — что это такое?
Для начала давайте определимся с основными понятиями, которые используются садоводами и дачниками.
Гумусовый слой почвы
Гумусовый слой почвы — представляет из себя плодородную землю, богатую питательными веществами, имеет характерный темный цвет гумуса. Любая плодородная почва содержит какой-то процент гумуса, но не будет являться гумусом в чистом виде.
Гумус — это перегной или нет?
Гумус и перегной. Очень часто от дачников и садоводов можно услышать, что гумус — это перегной или хорошо разложившийся компост. На самом деле это два совершенно разных понятия. Компост образуется в результате разложившейся естественным образом органики. Чтобы он стал гумусом, необходимо участие дождевых червей.
Как формируется гумус?
Именно благодаря кольчатым червям, поедающим органические останки, появляется гумус. Почва, проходя через тело червя не только становится более рыхлой, но и обогащается питательными биологическими веществами. Не зря дождевых червей называют фабрикой биогумуса.
Если кратко, гумус — это плодородная почва, содержащая питательные органические вещества, необходимые для роста растений.
Не только черви перерабатывают органические остатки, в почве содержится и много других жителей: микроорганизмов, грибов, полезных бактерий. Каждый из них вносит свою лепту, преобразует мертвую органику в новую, питательную для растений субстанцию. Однако ключевую роль в создании гумуса играют черви. Именно они делают почву рыхлой, обогащают ее кислородом и питательными веществами.
Роль гумуса в земледелии
Питательная среда в природе создается в результате естественных процессов. Все живое, что умирает, попадает в землю, разлагается, а затем перерабатывается простейшими микроорганизмами и насекомыми. Образуется питательный, плодородный слой, который является источником энергии для всего растущего на земле — деревьев, кустов, растений.
Состав гумуса
Гумус почвы многокомпонентный по составу. Он включает в себя:
По содержанию микроэлементов гумус превосходит навоз, компост и перегной.
Дождевые черви, перерабатывающие землю, снабжают ее микроэлементами, аминокислотами, антибиотиками. Все эти вещества необходимы для активного роста и быстрого развития растений. Культуры, растущие на почве, в которой находится много биогумуса, имеют более мощную корневую систему, лучше развиваются, меньше болеют.
Кроме этого гумус способствует разложению в почве вредных солей тяжелых металлов, пестицидов, радионуклидов и других опасных соединений. Благодаря нему улучшаются фильтрующие и соединительные свойства грунта.
Темный цвет гумуса дополнительно притягивает солнечный свет и энергию, прогревая плодородные слои.
Таким образом гумус почвы является ценным биогенным веществом. Повышение содержания биогумуса в почве — главная задача земледелия.
Значение и содержание гумуса в разных составах почв
Гумус образуется неравномерно, это зависит от факторов окружающей среды — температуры и влажности.
Самое активное накопление гумуса происходит в умеренном климате без излишней влаги.
По гумусному слою различают следующие типы почв:
Чернозем — формируется в течение сотен лет при благоприятных условиях окружающей среды — умеренном или умеренно-континентальном климате с чередованием периодов увлажнения и иссушения. Это самая богатая гумусом почва, она имеет темный цвет, высокий процент полезных минеральных веществ и высокую биологическую активность микроорганизмов.
Подзолистые почвы. Формируются под лиственными и хвойными лесами в условиях умеренно-холодного климата с хорошим промывным режимом. Из-за постоянного вымывания, слой гумуса обеднен органикой и минералами, поэтому он мало пригоден для выращивания растений. Почва характеризуется высокой кислотностью и слабой биологической активностью.
Торфяные почвы. Развиваются в условиях болот при избыточном увлажнении и являются самыми кислыми почвами в природе. Ценны огромным содержанием гумуса, но при условии их осушения. В первозданном виде — мало пригодны для земледелия.
Как повысить содержание гумуса в почве?
От содержания гумуса в почве зависит ее плодородие. Для того чтобы повысить количество гумуса у себя на дачном участке или огородике необходимо:
Если не вносить подкормки, органику, не пополнять почву гумусом, она быстро обеднеет. На такой земле невозможно будет получить хороший и богатый урожай.
Как использовать гумус
Для повышения плодородности почвы на своем дачном участке важно регулярно вносить гумус. Это следует делать обязательно, если изначально земля на участке скудна и ее нужно приспосабливать для земледелия. Но и чернозем также нуждается в гумусовой поддержке.
Внося органику в почву, вы каждый раз повышаете содержание гумуса в ней. Для этого следует ежегодно вносить в землю — навоз, компост, перегной, а также выращивать седераты, с последующей их запашкой.
Вносить органические удобрения нужно дозировано, переизбыток может негативно сказаться на развитии растений.
Как вносить навоз и птичий помет
Особую осторожность следует проявлять, если вы решили внести свежий, не перепревший навоз, который еще не превратился в гумус. Бывалые огородники знают, что при попадании свежего навоза и птичьего помета в землю в чистом виде, выделяется большое количество тепла и корни молодых растений могут получить сильный ожог и даже погибнуть.
Перед внесением навоза необходимо тщательно прорыхлить землю, добавить в нее измельченной соломы или листвы. Тогда питательные вещества из навоза будут медленно выходить в грунт и равномернее в нем распределяться, а растения не получат тепловой ожог.
Конечно, лучше всего вносить перепревший навоз, но и из свежего навоза можно самим приготовить хорошее органическое удобрение. Для этого в него вносят листву или солому, затем гасят известью и добавляют золу. Полученный состав можно вносить:
Норма гумуса под садовые и огородные культуры составляет 2-4 ведра на 1 квадратный метр. Удобрение вносится в землю на штык лопаты. Расход гумуса для рассады идет чуть больше и составляет в пропорции с простой водой — 1/2:1.
При внесении птичьего помета его следует также разбавлять водой (соотношение 1:10), тогда все питательные вещества быстро проникнут к корням растения и не причинят им вреда.
Как правильно использовать компост
Компост или листовой перегной — самый лучший, экологичный материал для формирования гумусного слоя почвы. В компостную яму можно вносить пищевые отходы, растения после прополки, опавшую листву, опилки и любую другую растительную органику. Сверху яму присыпают землей и за зиму органические останки перегнивают. Так образуется компост, готовый для внесения в землю.
Для того, чтобы получить зрелый компост, понадобится 1-2 года (в зависимости от объема компостной ямы). Но процесс можно ускорить в 2 раза, если несколько раз месяц перелопачивать кучу. Еще можно быстрее добиться результата (за 3-4 месяца) путем полива кучи раствором Компостин.
Готовый субстрат можно вносить в почву для улучшения ее структуры и состава.
Предлагаю посмотреть видео, о том, как своими руками сделать компостную яму, чтобы получить качественный гумус.
Какой биогумус выбрать?
Помимо внесения на своих угодьях в почву органики, вы можете использовать готовый биогумус. Он является продуктом вермикомпостирования с участием микроорганизмов и червей.
При добавлении биогумуса растения активнее развиваются, легче переносят стрессы, меньше болеют, у них крепче иммунитет.
В садовых магазинах продукт можно увидеть в трех видах:
Удобрения можно использовать как в сухом, так и в жидком виде. Каждая упаковка имеет соответствующую инструкцию, в которой расписано для каких целей лучше использовать биогумус и нормы внесения для каждой культуры.
Сухой
Сухие гранулированные удобрения удобнее использовать в открытом грунте — для подкормки растений в период вегетации и подсыпки тонким слоем.
К плюсам можно отнести:
Из минусов — не совсем годится для внекорневой подкормки.
Жидкий
Жидкие удобрения представляют собой концентрированную вытяжку, с антимикробным эффектом.
Они больше подходят, для:
Жидкий гумус не очень удобен в использовании в качестве прикорневой подкормки для открытого грунта. Еще из минусов стоит отметить — траты определенного времени на настаивание (в теплом месте не менее 4 часов) и осторожность внесения (важно соблюдать концентрацию).
Видео: как использовать жидкий концентрат и сухой биогумус для культур
Предлагаю посмотреть видео о том, как правильно использовать сухой и жидкий вермикомпост на дачном участке.
А если вы захотите сделать биогумус своими силами, приглашаю к просмотру данного видео.
Способов поддержать плодородие почвы много, вы можете выбрать любой из предложенных в статье. Все они являются экологически чистыми и безопасными, позволят обогатить грунт питательными элементами, необходимыми для роста и быстрого развития растений.
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Home » Земледелие » Органическое вещество почвы
Популярные статьи
Органическое вещество почвы
Органическое вещество почвы — совокупность органических веществ, находящихся в виде гумуса, остатков животных и растений в почве, представляющая комплекс сложных химических органических веществ биогенного происхождения.
Биологические показатели плодородия почвы — количество, состав и свойства органического вещества в почве.
Запас органического вещества почвы является ключевым показателем плодородия.
Навигация
Значение органического вещества
Органическое вещество почвы аккумулирует в себе запасы углерода, азота, калия, фосфора, микроэлементов, способствует созданию оптимальных режимов почвы и структуры, препятствует эрозионным процессам, ослабляет действие токсичных веществ. Органические вещества регулируют расход элементов питания, предотвращая непроизводительные потери от вымывания, образования газообразных продуктов и труднорастворимых минеральных соединений, увеличивают эффективность минеральных удобрений.
Оно является единственным источником энергии для жизнедеятельности почвенной микрофлоры и биоты, участвует в саморегуляции разложения, способствуя инактивации глинистыми минералами ферментов выделяющихся микроорганизмами. Почвы с высоким содержанием гумуса биологически активнее: в них больше численность микроорганизмов, разнообразнее их видовой состав, интенсивнее образуется углекислый газ CO2, повышена ферментативная активность.
Органическое вещество участвует в формировании почвы, что обусловлено его способностью связываться минеральной частью почвы. Образующиеся при этом органо-минеральные соединения — представляют почвенный поглотительный комплекс — важнейшее свойство любой почвы. Формы органо-минеральных соединений могут быть комплексами с катионами металлов, гидроксидами, анионами, силикатами и т.д. Почвенные минералорганические комплексные соединения являются примером таких форм.
Обязательным условием ведения стабильного земледелия является воспроизводство органического вещества, что означает одновременное воспроизводство биологических, агрофизических и агрохимических факторов плодородия.
Гумус является отличным поглотителем воды — 1 г гумуса способен поглощать от 4 до 20 г воды, которая доступна растениям. Это свойство зависит от наличия гуминовых кислот.
Содержание гумуса является показателем потенциального плодородия почвы и активности всех биологических процессов. Гумус составляет 85-90% от общего количества органического вещества почвы. От содержания, состава и свойств гумуса зависят температурный, воздушный, питательный режимы, водно-физические свойства, поглотительная способность, буферность почв, общие и подвижные запасы питательных веществ и удобрений, превращения и передвижения питательных элементов. Подвижные формы гумуса из-за медленного разложения участвуют в питании растений в меньшей степени, чем негумифицированные вещества, но создают для этого процесса благоприятную среду.
Содержание органического вещества в пахотном слое различных типов почв сильно варьирует — от очень низкого (менее 1,0%) до высокого (более 10%). Обогащение почвы органическим веществом уменьшает потери питательных веществ удобрений в результате миграционных процессов, тем самым уменьшает и негативное воздействие на окружающую среду. Циклические процессы синтеза и трансформации органических веществ в почве являются основой биогеохимических круговоротов биофильных элементов и играют важную роль в воспроизводстве плодородия почв.
Истощение почв органическим веществом приводит к ухудшению водно-физических, химических и биологических свойств. Благодаря высокой емкости поглощения, гумус удерживает от миграции по профилю почвы катионов, усиливает биологическую активность, поглощает токсические вещества и тяжелые металлы, препятствуя их поступлению в грунтовые воды и растения.
Гумус почв и его свойства
Вы здесь
В естественных условиях гумификация растительных остатков в почве осуществляется не только микробами и дождевыми червями, но и многими другими фитосапрофагами. Они создают мелкоземистость и рыхлость, влияют на физические свойства и структуру, на химическиепроцессы, приводят к смешению химических элементов, их аккумуляции и стабилизации в форме гумусовых веществ, определяющих почвенное плодородие. Чем больше гумуса в почве, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы плодородного слоя, тем лучше питание растений, тем активнее идет образование нитратов и углекислоты, необходимых для фотосинтеза и фиксации атмосферного азота свободноживущими в корнеобитаемом горизонте микроорганизмами. Физико-химическое взаимодействие новообразованных гумусовых кислот с минералами предохраняет их от быстрого вовлечения в биохимический кругооборот и способствует закреплению гумуса в почве.
Буферное свойство гумусных почв можно проиллюстрировать следующими данными. По расчетам академика В. А. Ягодина (1990), при ежегодном сжигании в мире 33 млрд т угля вместе с золой рассеивается до 220 тыс. т урана и 280 тыс. т мышьяка (для сравнения: мировое производство этих двух металлов составляет соответственно 30 и 40 тыс. т в год). Кроме того, металлургические предприятия ежегодно выбрасы-вают на поверхность земли (с дымами) более 150 тыс. т меди, 120 тыс. т цинка, 90 тыс. т свинца, 30 т ртути, массу других металлов и многие миллионы тонн серной, соляной, азотной, фосфорной и других кислот. С выхлопными газами на поверхность почвы попадает более 250 тыс. т свинца. В процесс техногенного загрязнения окружающей среды вносит свой «вклад» и промышленность, производящая минеральные удобрения, в частности фосфорные (Р. Е. Елсшев, А. Л. Иванов, М. Шахаджахан, 1991). В почву попадают при этом все остальные элементы таблицы Д. И. Менделеева, включая кадмий, стронций, селен, фтор и т.д. и т.п. Трудно себе представить массу этих и других элементов, попавших в почву хотя бы за послевоенный период. Но вселенской катастрофы и гибели живого не произошло, отмечались лишь локальные болезни лесов, озер, и только в северных регионах Канады, Скандинавии, Сибири, где в почвах мало гумуса. Регионы с большим содержанием гумуса в почве пострадали меньше, а в странах, где производство гу-мусных удобрений освоено достаточно широко, быстро произошло оздоровление почвы, животных и людей (США, Канада, Западная Европа, Япония, страны Южной Азии и другие).
Агрономическая ценность гумуса в значительной степени определяется соотношением содержащихся в нем гуминовых кислот и фульвокислот. При преимущественном синтезе гуминовых кислот в почвах формируется четко выраженный гумусовый горизонт, обладающий высоким плодородием. Такие почвы характеризуются водопрочной, водоемкой структурой и гидрофильностью, богаты органическими формами азота, фосфора и других элементов питания растений.
При интенсивном образовании фульватного гумуса почвы легко обедняются щелочными катионами и другими элементами, приобретают кислую реакцию среды, обеструктуриваются. Повышение плодородия этих почв связано с длительным окультуриванием и внесением больших доз биогумуса (до 100 т/га).
Огромные запасы аккумулированной в гумусе энергии играют чрезвычайно важную роль в самых разнообразных почвенных процессах;
Хорошо изучена важная роль гумусовых веществ как физиологически активных соединений для растений. Высокогумусированные почвы отличаются более высоким содержанием физиологически активных веществ. Гумус активизирует биохимические и физиологические процессы, Повышает обмен веществ и общий энергетический уровень процессов в растительном организме, способствует усиленному поступлению в него элементов питания, что сопровождается повышением урожая и улучшением его качества.
Еще более существенна роль гумуса в увеличении отдачи при умелом применении химических удобрений, эффективность его при этом увеличивается в 1,5. 2 раза. Однако необходимо помнить, что химические удобрения, внесенные в почву, вызывают усиленное разложение гумуса, что приводит к снижению его содержания.
Практика современного сельскохозяйственного производства показывает, что повышение содержания гумуса в почвах является одним из основных показателей их окультурирования. При низком уровне гумусовых запасов внесение одних минеральных удобрений не приводит к стабильному повышению плодородия почв. Более того, применение высоких доз минеральных удобрений на бедных органическим ве¬ществом почвах часто сопровождается неблагоприятным действием их на почвенную микро- и макрофлору, накоплением в растениях нитра-тов и других вредных соединений, а во многих случаях и снижением урожая сельскохозяйственных культур.
Гумус – источник плодородия почвы
Как гумус влияет на качество почвы и из чего он состоит
Органические вещества почвы – это комплекс органических соединений, входящих в состав почвы.
Их присутствие — один из основных признаков, отличающих почву от материнской породы. Формируются органические вещества в процессе разложения растительного и животного материалов и представляют собой важнейшее звено обмена веществ живой и неживой природы. Количество органических веществ почвы и их природа во многом определяют направление процесса почвообразования, биологические, физические, химические свойства почвы и ее плодородие. В органические вещества почвы входят в том или ином количестве растительные и животные остатки в различной степени разложения при обязательном преобладании гумусовых веществ.
В состав органического вещества почвы входят как растительные и животные остатки, не утратившие черт анатомического строения, так и отдельные химические соединения, называемые гумусом. В составе последнего находятся как неспецифические вещества известного строения (липиды, углеводы, лигнин, флавоноиды, пигменты, воск, смолы и т. д.), составляющие до 10—15 % всего гумуса, так и образующиеся из них в почве специфические гумусовые кислоты.
В формировании плодородия почвы основную роль играют конечные продукты гумификации, т. е. гумусовые вещества (гуминовые и подвижные фульвокислоты). Однако накопление в составе гумуса запасов питательных веществ означает одновременно и их иммобилизацию, поскольку они переходят в малодоступную форму. Кроме питательных веществ гумус содержит физиологически активные компоненты; некоторые из них могут вызывать не только стимулирующее влияние, но иногда оказывают ингибирующее или даже токсическое воздействие.
Гумус улучшает структуру почвы, ее физические свойства.
Гумусовые вещества представляют собой гетерогенную полидисперсную систему высокомолекулярных азотосодержащих ароматических соединений кислотной природы. Содержание гумуса колеблется в почвах от 0,5 % в пустынных почвах до 15 % в черноземах лесостепной зоны. Все генетические и агрономические свойства и режимы почв связаны с содержанием и составом органического вещества.
— остатки животных и микроорганизмов
Органическое вещество играет ведущую роль в биологическом режиме почв. Источники гумуса поддерживают в почвах определенный уровень биологической активности; собственно, гумусовые вещества способствуют сохранению микроорганизмов в почвах и создают комфортные условия для их функционирования. Повышенная биологическая активность почв способствует снижению численности патогенных микроорганизмов, ускоряет микробиологическую деградацию пестицидов.
(Автор: специалист по связям с общественностью Управления Россельхознадзора по Республике Мордовия и Пензенской области Якушкина Лариса).